專利名稱：瓦斯壓力俯角測量系統的制作方法
技術領域：
瓦斯壓力俯角測量系統技術領域[0001]本實用新型涉及煤礦開采領域，尤其涉及一種瓦斯壓力俯角測量系統。
背景技術：
[0002]煤層瓦斯壓力是瓦斯涌出和突出的動力，也判斷煤體瓦斯含量的重要指標，在井 巷揭煤過程中，準確測定煤層瓦斯壓力是安全、高效、快速揭煤的關鍵。[0003]現有技術的瓦斯壓力的測量過程如下步驟a、在巷道工作面或地面上朝煤層所 在方向鉆出3m左右的測量孔、并向該圓孔內注入水泥漿封孔；步驟b、待水泥漿凝固后，在 該測量孔中繼續鉆進，使該測量孔穿透該圓孔中水泥漿凝固形成的水泥漿層、并延伸至距 離煤層約Im處，再次向測量孔中注入水泥漿；步驟C、待凝固后，再次在該測量孔中繼續鉆 進，以將該測量孔延伸至煤層中，然后，將測壓管及注漿管下入到測量孔中，并保證測壓管 末端處于煤層中，注漿管末端位于測壓管末端的上方，再利用聚氨酯等封堵材料在測量孔 中封堵形成封底段，使注衆管的末端位于封底段上方，而位于煤層中的封底段下方則形成 測壓室；步驟d、再次向測量孔內注入水泥漿，待凝固后，便可通過測壓管頂端的壓力表獲 取煤層中的瓦斯壓力。[0004]采用現有技術中的瓦斯壓力測量方法進行煤層瓦斯壓力測量，比較適用于仰角孔 測壓，當煤層位于需鉆測量孔的巷道工作面或巷道地面的下方時，測量孔需沿向下遞降的 方向延伸，即測量孔為俯角孔時；此時，由于測量孔周圍的圍巖存在裂隙，且在下入測壓管 和注漿管過程中，測量孔是直接連通至煤層的、因而圍巖中的水在重力作用下很可能經圍 巖中的裂隙流入到煤層中，侵占煤層空間而導致瓦斯壓力發生改變，從而獲取的瓦斯壓力 值不準確、無法反映煤層真實的瓦斯壓力。實用新型內容[0005]針對現有技術中的上述缺陷，本實用新型提供一種瓦斯壓力俯角測量系統，用于 避免俯角測量瓦斯壓力過程中，圍巖中的水流至煤層中，提高測得的瓦斯壓力值的準確性。[0006]本實用新型提供一種瓦斯壓力俯角測量系統，包括一測量孔和設在所述測量孔 周圍的至少三個輔助注漿孔，所述輔助注漿孔的孔底到所述待測煤層的距離記為第一距 離，所述測量孔的孔底到所述待測煤層的距離記為第二距離；所述輔助注漿孔內填充有封 堵漿液凝固形成的密封段；所述測量孔內穿設有一置入孔，所述置入孔與所述待測煤層相 連通，所述置入孔與所述測量孔之間為測量封堵段；所述置入孔內設置有用于測量所述待 測煤層瓦斯壓力的測壓管和用于注入封堵漿液的注漿管，并在所述置入孔接近底部、且在 所述待測煤層上方形成有封底段，所述封底段與所述置入孔的底部共同圍成測壓室，且所 述測壓管底端位于所述測壓室內，所述注漿管底端位于所述封底段上方；所述封底段上方 的所述置入孔內填充有封堵漿液凝固形成的內層封堵段。[0007]如上所述的瓦斯壓力俯角測量系統，優選地，還包括穿設在所述測量孔內、且圍 設在所述置入孔外側的套管，所述套管與所述測量孔長度相等。[0008]如上所述的瓦斯壓力俯角測量系統，優選地，所述第一距離小于或等于第二距離。如上所述的瓦斯壓力俯角測量系統，優選地，所述輔助注漿孔為四個，所述第一距離小于或等于lm，且所述四個輔助注漿孔所圍成的多邊形的外接圓直徑為2 3m。如上所述的瓦斯壓力俯角測量系統，優選地，所述輔助注漿孔的直徑為94_，所述測量孔的直徑為153mm或133mm，所述套管的直徑為108mm。本實用新型提供的瓦斯壓力俯角測量系統，通過設置在測量孔周圍的多個輔助注漿孔，可有效封堵住待鉆測量孔周圍圍巖中的裂隙，使得圍巖中的水大部分被攔截在輔助注漿孔圍成的區域外，避免了圍巖中的水由測量孔及置入孔進入到待測煤層中，從而提高了獲取的瓦斯壓力值的準確性，能更加真實地反映煤層中的瓦斯壓力，進一步保證了煤礦生產安全。
圖1為本實用新型瓦斯壓力俯角測量方法實施例的流程圖；圖2為本實用新型瓦斯壓力俯角測量系統實施例的結構示意圖；圖3為圖2中A-A向視圖。
具體實施方式
圖1為本實用新型瓦斯壓力俯角測量方法實施例的流程圖；如圖1所示，本實施例提供一種瓦斯壓力俯角測量方法，包括步驟101、在待鉆測量孔的位置周圍鉆出至少三個朝待測煤層延伸的輔助注漿孔，所述待鉆測量孔的位置位于所述至少三個輔助注漿孔所圍成的多邊形的中心處，且所述輔助注漿孔的孔底距離待測煤層第一距離。具體地，測量孔可以選擇在巷道工作面或地面上鉆設，輔助注漿口可以與測量孔選擇在同一巷道工作面或底面上鉆設；輔助注漿孔的總數可以為三個以上，并保證鉆出的輔助注漿孔的外接圓圓心位置為測量孔的鉆設位置；需要說明的是，上述輔助注漿孔的外接圓直徑可以根據輔助注漿孔的總數有所不同，當上述輔助注漿孔的外接圓直徑較大時，輔助注漿孔的數量應該更多，當上述輔助注漿孔的外接圓直徑較小時，輔助注漿孔的數量可以更少些。優選地，輔助注漿孔可以為4個，第一距離可以小于或等于lm，上述輔助注漿孔所圍成的多邊形的外接圓直徑不超過3m為佳,可以為2 3m。優選地，所述輔助注漿孔的孔底距離待測煤層的第一距離可以小于或等于所述第二距離；所述輔助注漿孔的直徑可以為94_。。步驟102、分別向所述輔助注漿孔注入封堵漿液，以封堵住所述輔助注漿孔；具體地，封堵注漿液可以為水泥漿，當然也可以為其它可以填充空隙并可以凝固的漿液。步驟103、待所述至少三個輔助注漿孔內的所述封堵漿液完全凝固后，在所述待鉆測量孔的位置鉆出測量孔，所述測量孔的孔底距離所述待測煤層第二距離，并向所述測量孔內注入封堵漿液。具體地，第二距離可以小于或等于Im;在這里，當三個輔助注漿孔內的封堵漿液完全凝固后，再在多個輔助注漿孔圍成的區域中心處施工測量孔，可以使三個以上輔助注漿孔圍成的區域內的巖層中的裂隙被封堵注漿液填堵，起到攔截圍巖中水向正在施工的測量孔處流動的作用。步驟104、待所述測量孔內的封堵漿液完全凝固形成測量封堵段后，在所述測量孔內、穿透所述測量封堵段繼續鉆進，以形成與所述待測煤層相連通的置入孔；即，待測量孔完全凝固后，再重新穿透該測量孔并繼續鉆進直至待測煤層處，從而形成置入孔。步驟105、向所述置入孔中置入用于測量所述待測煤層測量瓦斯壓力的測壓管，以及用于注入封堵漿液的注漿管，并在所述置入孔接近底部、且位于所述待測煤層上方施工封底段，以形成測壓室。具體地，測壓管末端可伸到煤層中，注漿管也伸入到置入孔、但注漿管末端應處于煤層上方；然后便可利用一擋板在置入孔將煤層與巖層分隔開，并利用聚氨酯和巖棉在擋板上方將測壓管與置入孔側壁之間填充形成封底段，從而，封底段以下的置入孔圍成一處于煤層中的測壓室，測壓管末端則處于該測壓室內，注漿管的末端則位于封底段的上方。步驟106、通過所述注漿管再次向所述置入孔內注入封堵漿液，以在經第一凝固時間后，通過所述注漿管頂部的壓力表獲取所述測壓室中的煤層瓦斯壓力。本實施例提供的瓦斯壓力俯角測量方法，通過在施工測量孔前先在對應位置的周圍施工輔助注漿孔，并向輔助注漿孔注入封堵漿液，有效封堵住了待鉆測量孔周圍圍巖中的裂隙，使得圍巖中的水大部分被攔截在輔助注漿孔圍成的區域外，避免了圍巖中的水由測量孔及置入孔進入到待測煤層中，從而提高了獲取的瓦斯壓力值的準確性，能更加真實地反映煤層中的瓦斯壓力，進一步保證了煤礦生產安全。在上述實施例中，步驟103還可以包括在所述待鉆測量孔的位置鉆出測量孔后，向所述測量孔內放入與所述測量孔等長的套管，然后向所述測量孔內注入所述封堵漿液，且所述套管的內徑大于所述置入孔的直徑；在鉆出測量孔后，先在測量孔內置入直徑略小于測量孔的套管，可以更好地使封堵漿液凝固后與測量孔側壁形成一體，且套管還可以增強對測量孔的封堵效果，更大程度地阻斷巖層中水流向待測煤層。其中，優選地，所述測量孔的直徑可以為153mm或133mm，所述套管的直徑為108mmo圖2為本實用新型瓦斯壓力俯角測量系統實施例的結構示意圖；圖3為圖2中A-A向視圖；本實用新型另一實施例提供一種瓦斯壓力俯角測量系統，如圖2和圖3所示，包括一測量孔21和設在測量孔21周圍的至少三個輔助注漿孔22，輔助注漿孔22的孔底距離待測煤層30第一距離，測量孔21的孔底距離待測煤層30第二距離；輔助注漿孔22內填充有封堵漿液凝固形成的密封段；測量孔21內穿設有一置入孔211，置入孔211與待測煤層30相連通，置入孔211與測量孔21之間為測量封堵段212 ;置入孔211內設置有用于測量待測煤層30瓦斯壓力的測壓管31和用于注入封堵漿液的注漿管32，并在置入孔211接近底部、且在待測煤層30上方形成有封底段33，封底段33與置入孔211的底部共同圍成測壓室301，且測壓管31底端位于測壓室301內，注漿管32底端位于封底段33上方；封底段33上方的置入孔211內填充有封堵漿液凝固形成的內層封堵段。需要說明的是，圖3中并不表示測量孔21和置入孔211的延伸方向是水平的、且待測煤層30的延伸方向也不代表是垂直的，實際情況是，測量孔21和置入孔211的延伸方向可以向水平面下方任何方向延伸，而測量孔21和置入孔211的延伸方向則可以垂直于待測煤層30，以使鉆進距離更短，節約能源。[0033]具體地，測量孔21和輔助注漿孔22可以位于同一巷道工作面或者地面上，輔助注漿孔22的總數可以為三個以上，測量孔21位于多個輔助注漿孔22的外接圓圓心處；需要說明的是，輔助注漿孔22的外接圓直徑可以根據輔助注漿孔的總數有所不同，當上述輔助注漿孔的外接圓直徑較大時，對應地，輔助注漿孔的數量應該更多，當上述輔助注漿孔的外接圓直徑較小時，輔助注漿孔的數量可以相應少些。[0034]本實施例的瓦斯壓力俯角測量系統，可以將測壓管31頂端連接一壓力表，由于測壓是301位于待測煤層30中，且與其上方的巖層相互不連通，因此，測壓室301內的壓力就反映的待測煤層3中瓦斯壓力，S卩，由壓力表的讀數便可獲取待測煤層30的瓦斯壓力值。[0035]由于本實施例提供的瓦斯壓力俯角測量系統中，測量孔21周圍設置有多個輔助注漿孔22，通過輔助注漿孔22的封堵作用，可以使巖層中的大部分水被攔截在輔助注漿孔 22圍成區域外，避免了巖層中水流入到測量孔21及置入孔211后進入到待測煤層，排除了待測煤層中水對所測得的瓦斯壓力值的影響，使得從測壓管獲得的壓力數值能更真實地反映煤層中的瓦斯壓力，提高了測量精準性，有利于提高煤礦生產安全性。[0036]在上述實施例中，還包括穿設在測量孔21內、且圍設在置入孔211外側的套管 213，套管213與測量孔21長度可以相等。也就是說，在鉆出測量孔21后，可先在測量孔21 內置入直徑略小于測量孔的套 管213，以更好地使封堵漿液凝固后與測量孔側壁形成一體， 且套管213還可以增強對測量孔21的封堵效果，更大程度地阻斷巖層中水流向待測煤層。[0037]優選地，輔助注漿孔22的孔底距離待測煤層的第一距離小于或等于測量孔21的孔底距離待測煤層30的第二距離，以更全方位地攔截圍巖中的水的流動，更有利于防止水進入待測煤層。[0038]進一步地，輔助注漿孔22可以為四個，第一距離可以小于或等于lm，且四個輔助注漿孔22所圍成的多邊形的外接圓直徑可以為2 3m。以方便輔助注漿孔的施工，并達到良好的攔截水向煤層流動，獲得準確的壓力值。[0039]更進一步地，輔助注漿孔22的直徑可以為94mm，測量孔21的直徑可以為153mm或 133mm,套管213的直徑可以為108_ ；即，輔助注漿孔22可以采用直徑為94_的鉆頭鉆成， 測量孔21可以采用直徑為153_或133_的鉆頭鉆成，這些型號的鉆頭都為礦井生產中常用鉆頭，有利于提高設備利用率；且上述孔徑的選擇，有利于注漿、下管等工序操作，有利于提高瓦斯壓力測量的效率。[0040]最后應說明的是以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。
權利要求1.一種瓦斯壓力俯角測量系統，其特征在于，包括 一測量孔和設在所述測量孔周圍的至少三個輔助注漿孔，所述輔助注漿孔的孔底到所述待測煤層的距離記為第一距離，所述測量孔的孔底到所述待測煤層的距離記為第二距離；所述輔助注漿孔內填充有封堵漿液凝固形成的密封段；所述測量孔內穿設有一置入孔，所述置入孔與所述待測煤層相連通，所述置入孔與所述測量孔之間為測量封堵段；所述置入孔內設置有用于測量所述待測煤層瓦斯壓力的測壓管和用于注入封堵漿液的注漿管，并在所述置入孔接近底部、且在所述待測煤層上方形成有封底段，所述封底段與所述置入孔的底部共同圍成測壓室，且所述測壓管底端位于所述測壓室內，所述注漿管底端位于所述封底段上方；所述封底段上方的所述置入孔內填充有封堵漿液凝固形成的內層封堵段。
2.根據權利要求1所述的瓦斯壓力俯角測量系統，其特征在于，還包括 穿設在所述測量孔內、且圍設在所述置入孔外側的套管，所述套管與所述測量孔長度相等。
3.根據權利要求1所述的瓦斯壓力俯角測量系統，其特征在于，所述第一距離小于或等于第二距離。
4.根據權利要求1所述的瓦斯壓力俯角測量系統，其特征在于，所述輔助注漿孔為四個，所述第一距離小于或等于lm，且所述四個輔助注漿孔所圍成的多邊形的外接圓直徑為2 3m。
5.根據權利要求1至4任一所述的瓦斯壓力俯角測量系統，其特征在于，所述輔助注漿孔的直徑為94mm，所述測量孔的直徑為153mm或133mm，所述套管的直徑為108mm。
專利摘要本實用新型提供一種瓦斯壓力俯角測量系統。包括一測量孔和設在測量孔周圍的輔助注漿孔，輔助注漿孔的孔底距離待測煤層第一距離，測量孔的孔底距離待測煤層第二距離；輔助注漿孔內填充有密封段；測量孔內穿設有與待測煤層連通的置入孔，置入孔與測量孔之間為測量封堵段；置入孔內設置有用于測量待測煤層瓦斯壓力的測壓管和用于注入封堵漿液的注漿管，并在置入孔接近底部、且在待測煤層上方形成有封底段，封底段與置入孔的底部共同圍成測壓室，測壓管底端位于測壓室內，注漿管底端位于封底段上方；封底段上方的置入孔內填充有內層封堵段。本系統可避免圍巖中的水進入到待測煤層中，提高了測得瓦斯壓力值的準確性。
文檔編號E21B33/13GK202832506SQ201220347918
公開日2013年3月27日 申請日期2012年7月18日 優先權日2012年7月18日
發明者張錘金, 方有向, 石德洲, 張振雷, 邰義, 黃學礦 申請人:淮南礦業(集團)有限責任公司